Débat Locarno

Par « Physique », les lycéens entendent probablement en premier lieu la dynamique des corps solides, les principes de la thermodynamique, les circuits électriques et particulièrement les mathématiques. Ce n'est que dans un second temps qu'ils pensent aux rayons X ou aux irradiations par rayons X utilisés par exemple, par les médecins pour les radiographies. La découverte des rayons X par Wilhelm Röntgen le 8 novembre 1985 fut une révolution. Il a utilisé ces rayons pour la première fois le 22 décembre de la même année pour faire une radiographie de la main de son épouse (ou peut-être était-ce la main d'une autre personne). Martina Bucciantonio a commencé son exposé spécialisé par cette digression historique sur les rayons X. Elle travaille actuellement à son doctorat au CERN à Genève et se penche sur les applications médicales de la physique des particules et en particulier sur la thérapie hadronique.

Mais la scientifique a commencé par parler de son parcours personnel. Elle a expliqué comment elle a hésité entre des études de physique et de médecine après son baccalauréat. « Après avoir opté pour la physique, j'ai d'abord pensé m'orienter vers la recherche fondamentale mais j'ai finalement opté pour un domaine orienté sur l'application », raconte Bucciantonio. Depuis sont lieu d'étude à Pise, elle s'est rendu au Fermilab au Etats-Unis avant d'arriver au CERN de Genève, ce « Melting-Pot » fascinant de collaborateur de 100 pays différents, comme elle aime à le dire. Quelle doit être la prochaine station d'une chercheuse en particules ? Difficile à dire. Selon Bucciantonio, la vie de chercheur ressemble un peu à la vie des moines mendiants du Moyen-âge. Ils sont toujours en voyage. Cela implique bien sûr des compromis pour ce qui concerne la vie privée.

15 000 accélérateurs de particules

La recherche est-elle utile ? Cette question revient sans arrêt. Et la réponse est : bien évidemment. Le Large Hadron Collider au CERN est le plus grand accélérateur de particules du monde mais loin d'être le seul. Il existe environ 15 000 accélérateurs de particules dans le monde. Ils sont appliqués également dans les hôpitaux et établissements de cure ainsi que dans la radiothérapie. Il est question de la radiothérapie traditionnelle qui consiste à appliquer les ondes électromagnétiques et en particulier les rayons X. Mais il existe également la nouvelle thérapie hadronique qui met en œuvre de protons et d'ions. Avec des propriétés tout à fait différentes. « Tandis que les photons agissent en surface, les particules riche en énergie comme les protons pénètrent plus en profondeur et même à des douzaines de centimètres dans le tissu. Leur énergie s'y dépose sur une zone clairement définie ", affirme Bucciantonio. « C'est pourquoi ces protonthérapies sont judicieuses pour viser une cible comme une tumeur profonde. Toutefois, leur position doit être déterminée avec précision au préalable pour éviter d'endommager les tissus environnants.

En plus de la physicienne, le médecin Franco Cavalli, un oncologue de renommée mondiale, participe à la discussion. Il raconte qu'initialement, il voulait devenir journaliste. Mais son père a exigé qu'il apprenne « quelque chose de convenable ». Et à cette époque, les personnes souhaitant suivre des études n'avaient pour pratiquement pour choix que des études d'ingénieur, de droit ou de médecine. Il opta donc pour la dernière option, d'autant plus qu'il croyait pouvoir vivre ses idéaux politico-sociaux dans un domaine particulièrement innovant à ce moment : la psychiatrie. Le crédo était alors : « le mouvement croyait pouvoir recourir aux fous pour la révolution. Mais il se détourna rapidement de cette idée pour se consacrer à la médecine interne et en particulier à l'oncologie. Ce faisant, il pensait pouvoir plus facilement concilier sa soif de connaissances et sa passion politique. « En effet, les tumeurs malignes sont dues à 50 % au comportement des personnes concernées et aux facteurs environnementaux. Le rapport direct avec la société est clair. D'autant plus que l'oncologie regroupe de nombreux aspects de la médecine, depuis la biochimie à la psychologie des patients en passant par la génétique. ». En général, la psychologie et étroitement liée à l'oncologie : « Quand on pense aux malades du cancer, on pense à la mort et l'éviter. C'est pourquoi les malades sont facilement exclus. Chez leur oncologue, les patients se sentent acceptés et en de bonnes mains.

Voici pour l'étude clinique. Mais la recherche ? Quel rôle joue-t-elle ? C'est là que se situe l'interface entre l'oncologue et la physicienne. « Le cancer existera toujours car la matière vivante ne peut exister sans un processus de transformation », pense Cavalli. Mais même s'il est pratiquement impossible d'éliminer définitivement cette maladie, on peut apprendre à composer avec. Selon Cavalli, les progrès effectués au cours des dernières décennies sont énormes et encourageants : dans les années 1970, seuls 15 pour cent des personnes atteintes du cancer survivait, le taux est désormais de 50 %. « Dans la recherche, la collaboration avec les médecins est fondamentale », ajoute Bucciantonio de son côté, « cela s'applique à la physique médicale qui consiste à garantir un fonctionnement irréprochable des appareils thérapeutiques et à élaborer un plan de thérapie, mais également aux physiciens dans la recherche fondamentale. Les médecins peuvent fournir d'importantes suggestions et de nouvelles idées aux physiciens. »

Mais la thérapie hadronique est-elle efficace ? Bucciantonio pense : « La thérapie conventionnelle est moins couteuse. La thérapie hadronique nécessite encore un peu de temps pour collecter des statistiques comparables. Mais nous sommes sur la bonne voie. » Cavalli pense : « Les statistiques doivent également inclure des périodes pendant lesquelles les patients ont été traités avec d'autres méthodes. Aucune comparaison n'est possible dans le cas contraire. »

Une lycéenne souhaite savoir quelle sont les causes les plus connues du cancer. « L'amiante, le tabac, l'alcool, les infections, les substances toxiques et le rayonnements. Ces facteurs génère les premiers dégâts à partir desquels une tumeur se développe », explique l'oncologue. Mais il y a également d'autres facteurs qui maintiennent les cellules cancéreuses en vie alors que le corps devrait les détruire spontanément. Ces facteurs sont, par exemple, une mauvaise alimentation ou la surcharge pondérale. Selon Cavalli, il n'est aucunement surprenant que le nombre de tumeurs augmente drastiquement dans les pays en voie de développement. Leurs habitudes alimentaires ressemblent de plus en plus aux nôtres.

La lutte contre le cancer

« Quels types de cancer se soignent le mieux », demande une autre lycéenne. « La radiothérapie, en particulier la chimiothérapie ne différencie pas les cellules saines et les cellules contaminées », répond Cavalli, « mais le traitement médicamenteux tue plus facilement les cellules qui se multiplient le plus vite. C'est pourquoi on réussit surtout à soigner les tumeurs à croissance rapide. Et cela explique que 80 pour cent des cancers chez les enfants se guérissent avec succès. » « Il existe des types de cancer très résistants pour lesquels la thérapie hadronique est plus efficace et moins nocive que la radiothérapie traditionnelle. »

Une lycéenne demande : « La couteuse thérapie hadronique peut-elle s'imposer dans le commerce ? La physicienne Bucciantonio en est convaincue : « Il y a quelques entreprisses qui fabriquent des machines de plus en plus compactes et simplifiées. Ces dernières peuvent s'installer facilement dans des structures existantes. Elles sont ainsi nettement plus faciles à commercialiser. »

La discussion a duré presque deux heures. Les lycéennes et lycéens ont retournés en classe ou à la maison. L'examen de maturité les attend dans quelques mois. La discussion leur a donné l'occasion de réfléchir à leur proche avenir professionnel. Quelques-uns étudieront peut-être la médecine, d'autres la physique. Et peut-être se retrouveront.ils dans quelques années pour discuter ensemble d'une nouvelle génération d'appareils thérapeutiques pour la thérapie hadronique.

Marco Cagnotti (publié le 6. 4. 2014)

La discussion internet (Google-Hangout) du 20 mars 2014 sur le même thème (vidéo)

endant le débat du 4 avril 2014, nous avons prié les lycéennes et lycéens du lycée Locarno de déposer leurs commentaires sur la réunion dans un « Livre Feedback ». Voici les commentaires des lycéens :

« Physique et médecine - la matière morte aide l'être vivant. »

« C'est très intéressant pour les élèves qui ne savent pas s'ils doivent étudier la médecine ou la physique. Et le lien entre la médecine et la physique est très intéressant.

« Nous pouvons enfin comprendre comment appliquer les choses que nous apprenons ! Le plus beau et de pouvoir associer les deux domaines, à avoir le domaine de la matière vivante et celui de la matière morte. »

« Il vaut mieux prévenir que guérir. Le physicien et l'avenir de la médecine. »

« C'est très intéressant pour nous dans la mesure où nous devons/pouvons encore décider de toute notre carrière académique. »

Tous les exemples concrets qui nous ont été montrés sont essentiels. La théorie obtient ainsi un côté intéressant. Et nous pouvons comprendre son utilité. »

« La présentation des thèmes pourrait être améliorée. Elle aurait pu être intéressante mais elle (la discussion) n'a pas réellement éveillé ma curiosité dans la mesure où les conférenciers n'ont pas été en mesure d'impliquer le public. »

« Le lien entre la médecine et la physique peut aboutir à des résultats grandioses, comme l'a montré ce débat. »

« Il serait peut-être utile de se concentrer sur l'origine des maladies plutôt que sur les thérapies (par ex. alimentation saine, environnement, etc.) »

« Le médecine n'existerait pas sans recherche : c'est justement pourquoi je pense que le débat était très intéressant, d'autant plus que nous sommes encore de 'jeunes esprits.' »

« On parle ici de domaines théoriquement différents qui se développent et ont des objectifs communs pour aider les gens. »

La discussion au lycée de Locarno fait partie d'une série de sept manifestations lors desquelles un physicien ou une physicienne et des représentants d'autres spécialités discutent de l'importance de la physique ou des sciences naturelles pour la société actuelle. La série de manifestations a été amorcée par le physicien Dr. Hans Peter Beck (Université de Berne / CERN) et le professeur Klaus Kirch (ETH Zurich). Elle est financée par le programme Agora pour la communication scientifique du Fonds National suisse. Afin de s'adresser à un public en ligne, toutes les discussions sont également diffusées sur internet (Hangout on Air) avec les mêmes participants.